• ​地铁盾构隧道下穿城际铁路地基加固方案安全性分析

  苏州某地铁盾构隧道下穿沪宁城际铁路施工时，原有铁路地基加固方案产生的沉降量不能满足高 速铁路的要求，因此，结合原加固措施，采用板＋桩组合结构的形式对地基进行加固。对 此 方 案，采 用 二 维 有 限元法分析不同应力释放率下盾构施工引起的地表沉降规律。当应力释放率为３０％时，盾构 下 穿 处 板＋桩 组 合 结构的沉降量为３．９ｍｍ，满足高速铁路无砟轨道对工后沉降的要求，但此时板＋桩组合结构中的加固板将与其 下方土体脱离。采用三维有限元方法，对高速铁路轨道结构进行静、动应力响应分析。结 果 表 明：当 加 固 板 与 其下部土体脱离时，在自重应力作用下，钢轨轨面的最大变形为０．５８２ｍｍ，满足轨道不平顺的要求；在最大列 车动荷载作用下，轨道板和加固板的最大拉应力分别为０．９３和１．０２ ＭＰａ，均小于规范中所要求的疲劳强度修 正值。由此可知，在盾构隧道下穿施工时，城际铁路地基采用板＋桩组合结构形式的加固方案，是 能 够 保 证 运 营安全的。

  2024-11-20 iGeo

• 盾构隧道下穿老旧建筑物群微沉降控制技术研究

  中心城区盾构隧道下穿老旧建筑物的沉降控制是盾构施工的焦点问题。通常沉降控制方法是通过地表沉降监 测数据，决定是否进行二次注浆，但地表及建筑物变形早已发生。为了弥补传统方法沉降处置滞后的不足，提出了“微 沉降”施工控制技术，开发了壁后注浆雷达实时检测系统与自动化监测预警平台，在地表沉降发生之前及时注浆填充 地层损失的空隙，防止地表沉降，保证老旧建筑物安全。济南轨道交通 R3 线王—裴区间隧道下穿越的老旧建筑物群， 建造时间多为 20 世纪 70—80 年代，部分墙体风化严重，大大增加了地表沉降控制、建筑物保护难度。首先，利用三 维有限元软件，对隧道下穿苏宁大楼和农业银行进行三维数值模拟，认为适当增加注浆压力可以有效减小地表沉降值， 模拟结果与监测数据较为吻合。其次，为了掌握壁后注浆质量，控制隧道下穿化肥厂宿舍楼时的地表变形，开发了壁 后注浆雷达实时检测技术，在衬砌拼装间隙检测注浆质量，动态调整注浆压力及注浆量，有效控制了地表沉降。同时， 项目采用自动化监测和人工监测联合的监测方案，实时监测建筑及地表变形，并通过移动端手机应用实时掌握变形情 况，可及时采取措施。利用雷达实时检测结果与地表监测结果，地上地下联动，地表沉降被控制在 5 mm 之内，最终基 本实现了“微沉降”的目标，建筑物得到了良好的保护。

  2024-12-04 iGeo

• 盾构隧道开挖及补偿注浆对地层扰动影响的室内试验及数值模拟研究

  针对盾构法施工过程中产生的土体损失，补偿注浆是一种应用广泛的沉降控制措施。通过模型试验及数值模 拟，研究了盾构隧道开挖及补偿注浆对周围土体的扰动影响。将开挖和补偿注浆连续考虑，重点研究了既有土体损失 情况下补偿注浆对地表沉降和周围土体应力的影响规律，研究结果表明，盾构隧道开挖过程中，地表沉降可以用 Peck 公式有效预测，且沉降最大值与土体损失率呈线性关系，隧道周围土体按照应力变化情况分为正拱区、卸荷区、塑性 区。补偿注浆过程中，土体按应力变化情况分为抬升挤压区和正拱补偿区。应用小应变本构模型（HSS）进行数值模拟， 模拟结果与试验规律对应良好，进一步验证了模型试验揭示的隧道开挖和补偿注浆对土体的扰动机理。

  2024-12-04 iGeo

• 顶管注浆压力变化对地层沉降影响机理的离心模型试验

  顶管工程同步注浆是减小地层扰动和最终地层沉降的一种重要手段。为研究注浆压力与顶管工程最终地 层沉降的关系，在实际工程中选择合理的注浆压力和注浆量以减小顶管法对周围地层的扰动，为顶管工程同步 注浆技术改进提供理论和试验支持，本文首先从土体颗粒和膨润土分子的结构特征角度对地层和泥浆的互相作 用及沉降机理进行分析，提出4个沉降阶段的理论假设；然后，使用岩土工程离心机和自主研制的顶管工程注浆 模拟系统进行缩尺模型试验，模拟现场不同注浆压力下的顶管顶进，通过对各组试验沉降曲线对比分析，验证理 论分析部分的结论；最后，将试验中的注浆压力等相关参数应用于苏州东汇公园顶管工程，并在现场布置沉降测 点，发现现场监测数据规律与试验结果吻合，进一步验证了本文的结论。研究表明：注浆后的沉降可分为土体塌 陷阶段、渗透失水阶段、泥皮形成阶段和补浆抬升阶段，其中：土体塌陷阶段时间短，沉降速度快；渗透失水阶段 持续时间长，总沉降量大，为地层沉降的主要部分；泥皮形成阶段，膨润土分子在泥浆–地层接触面堆积形成泥皮， 浆液不再大量向地层渗透，使得地层沉降大幅减缓；最后的补浆抬升阶段，泥浆的注浆压力作用于泥皮，对上覆 土产生推力，产生沉降补偿作用。注浆压力和注浆量的大小对最终地层沉降的影响很大，过小的注浆压力和注浆 量会增大土体塌陷和渗透失水造成的地层沉降，而过大的注浆压力产生的过度沉降补偿作用甚至会使地表隆起。 选择合理的注浆压力和注浆量对于控制地层沉降至关重要且效果显著，可应用于现场各类顶管工程。

  2024-12-04 iGeo

• 地表临时堆载诱发下既有盾构隧道纵向变形分析

  违规临时地表堆载将引起地层附加应力，对既有盾构隧道产生不利的影响，严重者将导致隧道结构破坏。现有方法 多是将隧道简化为搁置于 Winkler 地基的 Euler-Bernoulli 梁，不能考虑隧道的剪切变形和隧道埋深对基床反力系数的影响。 针对既有研究的不足，提出考虑隧道剪切效应和隧道埋深的地表堆载下既有盾构隧道变形和受力的简化解析解。将既有盾构 隧道简化为搁置于 Winkler 地基的 Timoshenko 梁，地基反力系数考虑隧道埋深的影响。通过三维有限元模型和已发表工程 案例的实测数据，验证所提方法的正确性及适用性。通过参数分析发现，在荷载中心与隧道中心距离较近情况下，浅埋盾构 隧道将发生较大的沉降变形；提高等效抗弯刚度和基床反力系数可以减少隧道沉降变形。而增大等效剪切刚度对隧道的沉降 变形贡献较小，但是可以明显减小管片之间的错台变形。该研究成果可为合理预测地表堆载对既有盾构隧道的影响提供一定 的理论支持。

  2024-11-25 iGeo

• 地表超载作用下盾构隧道劣化机理与特性

  对某软土地区地铁盾构隧道进行了调研与分析，发现盾构隧道在现有计算理论所允许的地表超载作用下极易 发生横向变形超限，并引发管片纵缝接头破损与渗漏水，对此展开了模型试验、数值仿真及理论分析。研究表明：地 表均布超载导致的隧道附加竖向土压力并不是均匀分布，且在隧道中心正上方一定范围内要大于地表均布超载；隧道 的穿越土层越软弱，地表超载导致的隧道周围附加土压力对隧道结构抵抗横向变形越不利；隧道发生横椭圆变形过程 中，管片纵缝接头是管片环中的最薄弱部位。最后提出了软土地区盾构隧道采用“刚性衬砌”的设计理念，并给出了 加大管片纵缝接头强度与刚度的建议。

  2024-11-25 iGeo

• 地表超载对地铁盾构隧道的影响分析

  针对地表超载导致的隧道竖向土压力问题，参照室内模型试验的隧道结构变形与土压力实测结果，建立了有限元模 型。在地表超载作用下，分析了隧道穿越土层与隧道上覆土层的压缩性能对隧道周围土压力与结构变形的影响。结果表明： 隧道穿越土层的压缩模量越小，地表超载作用导致的隧道竖向土压力越大，且对应的隧道水平土压力越小，隧道结构越容易 发生横椭圆变形；隧道上覆土层的压缩模量越小，地表超载作用导致的竖向土压力越小，隧道结构发生的变形也越小；在软 土地区地表堆土（超载）导致的隧道竖向土压力要大于按土柱理论计算所得的隧道竖向土压力。研究结果可为软土地区地铁 盾构隧道设计与运营期管控提供参考依据。

  2024-11-25 iGeo

• 基于三维数值模拟的单体崩塌风险评价——以西藏樟木口岸扎美拉山为例

  针对大型高位崩塌体，由于其崩塌路径难以确定，对于灾害体的防控难度极大，故研究一种 科学性的单体崩塌的风险评价方法意义重大。 以樟木口岸扎美拉山崩塌为例，通过无人机倾斜摄 影、机载 ＬｉＤＡＲ 技术建立三维地表模型（含植被分布），利用 ＲＡＭＭＳ Ｒｏｃｋｆａｌｌ 软件对高位危岩体的崩 塌运动过程进行三维数值模拟，并对崩塌区进行地质灾害风险评价。 结果显示，落石在启动与停止 阶段的运动模式以滚动为主，在崩塌路径区的高速崩落过程中以跳跃为主，其弹跳高度与速度不断 上下起伏，并呈逐渐衰减的趋势，最大弹跳高度约 ５３ ｍ。 研究区地质灾害危险性介于由中等到高，风 险性介于由低到高。 研究结果表明，利用上述方法对单体崩塌（尤其是高位崩塌）进行风险评价是合 理的，可以在类似项目中予以充分利用。

  2024-11-29 iGeo